泌深1井抗高温钻井液体系室内研究

泌深1井是中石化重点探井,设计井深6000m。根据邻井资料,预计井底温度可达245℃。该井进入四开4500m后,深部井段泥质含量高,高温造浆、垮塌风险大,且地温梯度高,钻井液必须抗高温且抑制防塌性能好。因此,进行了大量室内实验,优选出抗高温处理剂和抗高温水基钻井液配方,经245℃/16h老化后,该配方流变性好,API滤失量4ml,摩阻系数0.074,抗15%劣土、5%NaCl和0.2%CaCl2等污染能力强,页岩回收率达到88.66%,可以满足该井深部井段地质和钻井需要。实际完钻井深6005m,完钻后钻井液停止循环24h实测井底温度236℃,创国内最高井底温度记录。     

库1井钻井液工艺技术

由于山前构造地质的特殊性，库1井在钻井过程中遇到了很多复杂情况，对钻井液性能及工艺技术的要求很高。详细介绍了该井大井眼巨厚砾石层、深井段巨厚盐膏层、第三系大段泥岩井段、高压盐水层及超深井高温条件下的钻井液工艺技术并对四开钻井液密度的确定、钻井液处理剂的优选和五开井段钻井液粘切的要求进行了探讨。     

鸭深1井钻井液技术

鸭深1井是大庆油田在青海省柴北缘区块布置的第一口重点探井,完钻井深为4950.00m。该井上部地层疏松,承压能力弱,部分井段有破碎带,易发生井漏,狮子沟组至上油砂山组上部地层中,泥岩水化分散性强,易出现缩径、井壁坍塌;下部地层温度和地层压力系数高,抗温和维持井壁稳定是关键。全井存在多层高压盐水层,易发生井漏、井涌、井塌等事故。针对鸭深1井地质特点,通过室内实验研究确定,上部地层采用阳离子聚合物钻井液;钻至下部地层将钻井液转化为阳离子聚磺钻井液,提高钻井液的抗温性和稳定性。现场应用表明,该钻井液体系在高密度条件下具有较强的抑制性、防塌性和较好抗盐抗钙能力;减少了复杂事故的发生,保证了钻井施工的顺利进行。     

泌深1井超高温水基钻井液技术

泌深1井是中石化的一口重点探井,位于河南省唐河县毕店乡,完钻井深为6 005 m,实测井底温度达到236℃.通过室内实验优选出抗220℃和抗245℃2套超高温水基钻井液,并在现场进行了应用.应用结果表明,这2套超高温钻井液流变性好.具有较高的抗温能力、抑制能力和悬浮携带岩屑能力,摩阻系数低,泌深1井在四开高温井段的钻井过程中没有发生井下复杂情况,表明2套超高温水基钻井液满足了泌深1井钻井需要.     

英深1井钻井液技术

英深1井位于塔里木盆地西南坳陷齐姆根凸起英吉沙构造,是1口五开超深预探井直井,完钻井深为7258m。该井钻遇大段巨厚泥岩、膏泥岩、盐膏层,地层倾角大,裂缝发育,高压盐水层发育,钻井过程中遇到了很多困难。研究出了高密度抗盐膏钻井液配方及维护处理方案,并针对五开后钻井液密度高、压力高和温度高的问题,研制出了高密度磺化有机盐抗高温钻井液,同时,对四开固井中水泥浆发生闪凝,造成井漏、盐水溢流的问题,配出了密度为2.60和2.80g/cm3的压井液,成功地压住了盐水层。现场应用表明,高密度抗盐膏钻井液成功地克服了巨厚盐膏层、高压盐水层等难点;高密度磺化有机盐抗高温钻井液抑制性好,具有较低的粘度、切力和高温高压滤失量,在220℃,138MPa下仍有良好的流变性,满足了深井段钻井的需要;密度高达2.80g/cm3的压井液具有良好的流变性,成功地解决了高密度压井的技术难题。     

泌深1井大井眼钻井液技术

泌深1井是1口重点探井,井深为6 000 m.该井二开(φ406.4 mm)、三开(φ311.2 mm)井眼尺寸大,悬浮携带岩屑困难,而且该井段大仓房组、玉皇顶组玉一段地层中大段红色泥岩造浆性极强,井壁易失稳;地温梯度高,钻井液必须具有抗180℃高温的能力.通过室内实验优选出了聚合物和聚磺钻井液配方.优选出的钻井液流变性、润滑性和抗温能力好,抑制性和携带悬浮岩屑能力强,滤失量低.钻井过程中没有发生井下复杂情况,起下钻畅通,电测、下套管顺利,表明该套钻井液满足了该井大井眼段钻井要求.     

新型抗盐膏钻井液体系在堂古5井的应用

堂古5井是在山东聊城境内渤海湾台坳临清块坳堂邑构造带南堂邑背斜上的一口重点区域探井,设计井深4300m。该井主要目的层奥陶系峰峰-冶里组是724m长的石膏层和石膏夹层,所以井壁稳定问题是南堂邑构造安全快速钻井的关键。针对堂古5井的地质情况,研制出了以抗盐膏聚合物KC-8,抗钙磺化处理剂SMP、SMC、护胶剂CMC为主的新型抗盐膏钻井液体系。经现场应用表明,该体系舱有效地解决堂古5井四开井段盐膏层易溶解、易垮塌造成的井壁不稳定问题,满足了堂古5井的钻井施工要求。     

胜科1井大井眼钻井液技术

胜科1井二开采用φ444.5 mm钻头开钻,钻深2 932 m,采用φ339.7 mm技术套管封固沙3段下部以上地层。因该井处于东营凹陷中央隆起带上,花瓣地层极为发育,且钻遇盐膏层,在大井眼条件下,井壁稳定及井眼净化难度大。针对不同的地层特点,选用了低固相聚合物钻井液体系和双聚磺防塌钻井液体系,利用沥青配合聚醚多元醇严格控制钻井液的滤失量,确保了井壁稳定;依靠高效的护胶剂配合表面活性剂和合理的粘土含量确保钻井液具有良好的抗盐膏性能;通过保持适当的钻井液返速、控制合理的流变参数、优选钻井液处理剂配合合理的钻井工程措施,保证了井眼的清洁。该井二开井段钻进施工顺利,完钻电测、下套管和固井作业均顺利完成。     

哈深斜1井钻井液技术

为了解哈山前缘冲段带二叠系含油气情况,探讨在山前高陡构造钻遇大位移井的可行性,在哈山山前构造带部署了预探井哈深斜1井。为确保哈深斜1井钻探成功,研发了铝胺抑制防塌钻井液体系。评价实验表明,铝胺抑制防塌钻井液体系抑制性及封堵性好,润滑性能强。现场通过合理密度支撑-多元强化抑制-双重封堵防塌-润滑防卡措施,辅助相应的钻井液现场维护处理工艺,解决了高陡地区钻遇大位移井所遭遇的井壁失稳,井眼净化及润滑防卡的难题,顺利钻达目的层,钻井时效比预计提高了10%。     

塔深1井钻井液技术

塔深1井是一口特深科学探索井,设计井深8000 m,完钻井深8408 m,目的层为寒武系。该井钻遇地层复杂,易发生漏失、扩径、坍塌及卡钻等事故,为提高超深井钻井液携岩性能,针对不同开次、优选钻井液类型,一开采用CMC-HV膨润土钻井液以保护井口;二开使用低固相聚合物钻井液,确保大排量,低黏切,强包被,定时或定进尺短起下,从而有效避免阻卡;三开井段使用聚合物磺化防塌钻井液,预防了井壁垮塌和钻屑分散,增强了钻井液的抗温、抗盐水侵能力。四开、五开使用抗高温屏蔽聚磺钻井液技术,克服了高温高压、塌、卡、有进无出严重井漏、固相侵入、膏盐污染、大环空携砂等技术难题,该井的成功完钻为同类井提供了经验。     

周深X1井钻井液技术

室内通过对不同处理剂及其加量的优选,优选出了聚磺润滑防塌钻井液的配方。其中,高效携砂剂的使用提高了钻井液的携砂能力,保证了井眼的清洁;多种防塌剂的复配使用有效地解决了多个层位井壁失稳问题;优选出的乳化石蜡的使用解决了因井斜大、摩阻扭矩大的难题。应用结果表明,该套钻井液技术抑制泥页岩水化分散能力强、性能稳定、抗温性能好、润滑防塌效果理想,有效地减少了井下复杂和故障的发生;且钻进速度快,该井只用了127 d就安全顺利地打完进尺,比设计提前了8 d。     

高陡构造“三高、窄窗口”地层克深15井钻井液技术

克深15井是塔里木油田库车坳陷克拉苏构造带中段克深15号构造上部署的一口重点预探井,存在塔里木山前高陡构造、断层、大井眼、高温、高密度、高盐膏、窄密度窗口等工程、地质、钻井液技术难题。该井优选了抗高温高密度复合有机盐钻井液技术,围绕“低活度、弱水化、低的循环当量密度”等采取井壁稳定措施,通过现场实际应用,很好地解决了高陡构造、大倾角、破碎地层井壁稳定,大井眼安全快速钻进,盐膏层、盐膏泥混层阻卡、缩径,以及揭开盐层、盐膏层、目的层钻进窄密度窗口漏失等一系列技术难题,实现了全井安全无事故,多次电测均一次成功。与使用国外油基钻井液技术的邻井相比,钻井液实际应用密度降低0.05～0.08 g/cm3,体现了该体系强抑制、低的循环当量密度以及流变性良好,抗高温和抗盐、膏、泥等污染能力强,同时该体系无毒,环境保护性能好,无荧光,利于提高固井质量,低腐蚀,保护管串性能好等综合技术特性,并实现了钻井液、完井液一体化,提高了生产时效。该井的顺利完钻,进一步证明了抗高温高密度复合有机盐钻井液体系推广应用前景广阔。      

牛东1井“三高”钻井液技术

牛东1井是中国石油集团公司2010年在冀中地区部署的一口重点风险探井,完钻井深为6 013 m,井底温度约为203℃.该井三开、四开井段含有大段泥岩和含膏泥岩,极易引起缩径、垮塌等复杂情况,对钻井液性能提出了极高要求.研发出了一套密度在1.20～2.0 g/cm3之间可调、抗温达200℃、抗盐膏污染能力强的“三高”钻井液.现场应用结果表明:在整个钻进过程中该钻井液性能稳定,抑制性强,返出钻屑棱角分明,高温高压滤失量小于l0mL;与邻井相比,虽然机械钻速降低25.33％,但施工周期却减少了2.39％,表明该钻井液满足了三开、四开井段的钻进要求,其优良的井壁稳定和井眼清洁能力,很大程度地减少了复杂事故的发生及其处理时间.     

徐闻X3井钻井液技术

徐闻X3井为一口三开大井斜长稳斜四靶点定向井,也是一口风险探井,完钻井深为6010m,井下最高温度为211℃.该井的涠洲组地层微裂缝发育,钻至井深4 686m时发生了漏失,在井深4 713 m处发生了失返性漏失,漏失严重.室内实验研究出了抗高温的聚磺钻井液,对该钻井液的高温稳定性和高温高压滤失量等性能进行了评价,对密度为1.10 g/cm3的低密度钻井液和承压堵漏钻井液的配方进行了优选.在现场施工中,抗高温聚磺钻井液在高温条件下性能稳定,剪切稀释性好,剪切应力合理,很好地解决了该井的井眼净化、润滑防卡和井眼稳定等技术难题,在钻具在井下静止时间超过70 h的条件下仍未发生压差卡钻等事故.有待研究出抗高温的防漏堵漏材料及其配套的施工工艺技术.     

濮深16井钻井液技术

濮深16井位于东濮凹陷中央隆起带文留构造文东断层下降盘深层濮深7块,完钻井深为5 440 m.该井沙河街组自上而下分布大段盐膏层,其中文23盐埋藏深且厚度为1 201 m,盐底在井深5 267 m处,盐层段上覆地层压力大、井眼稳定性差,易盐溶、缩径,施工难度极大;沙三3含高压油气层,难以压稳,钻井液受气侵影响严重;地温梯度高,井底最高温度达到200℃;钻井液密度高,最高达2.20 g/cm<'3>.现场施工表明,该井应用聚磺饱和盐水钻井液顺利钻穿文23盐,井径扩大率仅为12.39%;在高温高密度条件下,通过用SMP-2、PHM、LP++复配饱和盐水胶液及SMT碱液共同维护处理,保障了钻井液性能稳定,抗盐抗温效果好;静止堵漏及狄塞尔堵漏方法解决了沙三段的漏失问题;用适量CaO处理CO<,2>污染可以获得较好的效果.通过应用高密度钻井液技术、穿巨厚盐层钻井液技术、近平衡钻井液技术等多项钻井液技术,保证了该井的安全施工及顺利完井.     

塔河油田盐下井AT9井复合尾管固井技术

为解决塔河油田盐下井后期完井裸眼段长、完井工具难以配套等问题,AT9井实施了一种新的盐下井井身结构,即在同一开次中穿越不同压力体系地层,完钻后结合扩孔、承压堵漏工艺,下入复合套管.通过分析AT9井盐层固井施工难点,提出了具体的技术措施,选用了抗高温抗盐水泥浆及高温隔离液,介绍了固井液的配方及性能.固井施工结果表明,AT9井盐层固井施工顺利,各项指标基本达到设计要求,试压合格,盐膏层段、φ177.8 mm套管鞋处封固质量为优质;采用的抗高温抗盐水泥浆及隔离液性能满足塔河油田盐膏层井的固井要求,具有推广应用前景.提出了有关优化钻井液性能和管串结构的建议.     

诺1井钻井液技术及复杂情况处理

诺1井位于柴达木盆地北缘东部三湖坳陷霍布逊凹陷全吉背斜圈闭,完钻井深为5 000 m,是工程公司重点预探井。该井地层泥岩水敏性强,砂泥岩互层严重,区域断层发育,存在盐水等流体污染,下部地层无实钻资料可供参考,施工中钻井液技术难度大。通过优选胺基硅醇强抑制强封堵钻井液体系,配合相应的现场钻井液维护处理工艺,有效抑制了砂泥岩互层中泥页岩的水化膨胀,井壁稳定性得到有效提高,成功完成了诺1井的工程施工。诺1井中途完钻及完井后采用封井浆封井,保障了中完及完井作业的顺利进行,全井共计电测10次,成功率100%,下套管一次到底;全井井身质量良好,虽然发生卡钻事故,但是φ444.5 mm、φ311.2 mm、φ215.9 mm井眼平均井径扩大率为7.46%、9.33%和9.40%;全井平均机械钻速为7.54 m/h,达到了优快钻井的目的,为区块后续勘探开发提供了技术保障。      

川深1井固井水泥浆高温沉降稳定性研究与应用

川深1井是一口超深风险探井,完钻井深高达8420 m,井底温度178℃,为保证固井质量,水泥浆高温沉降稳定性至关重要。论文结合水泥浆在井底的顶替和静止自由沉降过程,利用高温高压稠化停机实验结合浆杯底部沉降颗粒层的厚度,建立了水泥浆高温沉降稳定性测试评价方法。基于水泥浆高温沉降失稳机理分析,从液相和固相角度出发,基于红外光谱检测分析提出了有机聚合物液相外加剂耐温能力评价技术,结合环境扫描电镜微观结构观察探明了硅砂粗细搭配以及超细材料微硅、液硅、纳米SiO₂以及胶乳对水泥浆高温沉降稳定性的影响及其作用机理。论文研究满足了1.90～2.30g/cm3水泥浆高温150～180℃沉降稳定性的要求,研究措施应用于川深1井五开油层尾管水泥浆体系设计中,水泥浆高温沉降稳定性良好,固井质量优良率88.1%。      

永1-平1井四开小井眼高密度钻井液技术

永1-平1井是永进油田的第一口超深水平井,完钻井深为6 172.5 m.该油田西山窑组地层复杂,泥岩易掉块,砂岩渗透性强,易发生压差卡钻;小井眼环空压耗大、高密度钻井液的流变性、润滑性和高温下的稳定性调控难题严重制约工程施工.在钻井施工中采用了阳离子聚磺混油钻井液、高密度流变性和高温稳定性调控技术以及封堵防塌技术,顺利钻至完钻井深.该井投产后,产液量为18.01 t/d、产油量为12.8 t/d、产气量为3 411m<'3>/d.该井的钻探成功为超深、超压油气藏的勘探开发积累了重要经验.